Точное позиционирование точки (PPP) — это метод позиционирования глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) , который вычисляет очень точные позиции с ошибками до нескольких сантиметров при хороших условиях. PPP — это комбинация нескольких относительно сложных методов уточнения позиции GNSS, которые могут использоваться с оборудованием почти потребительского уровня для получения результатов, близких к результатам съемки. PPP использует один приемник GNSS, в отличие от стандартных методов RTK , которые используют временно фиксированный базовый приемник в полевых условиях, а также относительно близкий мобильный приемник. Методы PPP в некоторой степени пересекаются с методами позиционирования DGNSS , которые используют постоянные опорные станции для количественной оценки системных ошибок.
PPP опирается на два общих источника информации: прямые наблюдения и эфемериды. [1]
Прямые наблюдаемые данные — это данные, которые GPS-приемник может измерить самостоятельно. Одним из прямых наблюдаемых для PPP является фаза несущей , т. е. не только сообщение о времени, закодированное в сигнале GNSS, но и то, движется ли волна этого сигнала «вверх» или «вниз» в данный момент. Грубо говоря, фазу можно рассматривать как цифры после десятичной точки в числе волн между данным спутником GNSS и приемником. Само по себе измерение фазы не может дать даже приблизительного местоположения, но как только другие методы сузили оценку местоположения до диаметра, соответствующего одной длине волны (примерно 20 см), информация о фазе может уточнить оценку.
Другим важным прямым наблюдением является дифференциальная задержка между сигналами GNSS разных частот. Это полезно, поскольку основным источником ошибки определения местоположения является изменчивость замедления сигналов GNSS в ионосфере , на которую относительно непредсказуемо влияет космическая погода . Ионосфера является дисперсионной , что означает, что сигналы разной частоты замедляются на разную величину. Измеряя разницу в задержках между сигналами разных частот, программное обеспечение приемника (или более поздняя постобработка) может моделировать и удалять задержку на любой частоте. Этот процесс является лишь приблизительным, и недисперсионные источники задержки остаются (в частности, от водяного пара, движущегося в тропосфере ), но он значительно повышает точность.
Эфемериды — это точные измерения орбит спутников GNSS, выполняемые геодезическим сообществом (Международной службой GNSS и другими государственными и частными организациями) с помощью глобальных сетей наземных станций. Спутниковая навигация работает по принципу, согласно которому положение спутников в любой момент времени известно, но на практике воздействие микрометеоритов , изменение давления солнечного излучения и т. д. означают, что орбиты не являются идеально предсказуемыми. Эфемериды, которые транслируют спутники, являются более ранними прогнозами, до нескольких часов назад, и менее точны (до нескольких метров), чем тщательно обработанные наблюдения того, где на самом деле находились спутники. Поэтому, если система приемника GNSS хранит необработанные наблюдения, их можно обработать позже с помощью более точной эфемериды, чем та, что была в сообщениях GNSS, что дает более точные оценки положения, чем это было бы возможно при стандартных расчетах в реальном времени. Этот метод постобработки уже давно является стандартным для приложений GNSS, которым требуется высокая точность. Совсем недавно такие проекты, как APPS Архивировано 2021-04-21 в Wayback Machine , Служба автоматического точного позиционирования NASA JPL , начали публиковать улучшенные эфемериды через Интернет с очень низкой задержкой. PPP использует эти потоки для применения в режиме, близком к реальному времени, того же типа коррекции, который раньше применялся при постобработке.
Точное позиционирование все чаще используется в таких областях, как робототехника , автономная навигация , сельское хозяйство, строительство и горнодобывающая промышленность. [2]
Основные недостатки PPP по сравнению с традиционными потребительскими методами GNSS заключаются в том, что он требует больше вычислительной мощности, внешнего потока коррекции эфемерид и занимает некоторое время (до десятков минут) для достижения полной точности. Это делает его относительно непривлекательным для таких приложений, как отслеживание флота , где точность в сантиметровом масштабе, как правило, не стоит дополнительной сложности, и более полезным в таких областях, как робототехника, где уже может быть предположение о бортовой вычислительной мощности и частой передаче данных .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )